JPH01246521A - 曲面液晶セル用ガラス基板の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶ミラー等に用いられる液晶セルの曲面液晶
セル用ガラス基板の製造方法に関するものである。

〔従来の技術］ 従来、自動車用ドアミラー等に用いる液晶ミラーの曲面
ガラス基板は、耐火材で作られた架台（型）の上に平面
ガラスを載置し、加熱することによって軟化させ、架台
にそって変形させて成形する方法で作られている。

［発明が解決しようとするＩ題］ このような自重曲げ法によって成形した曲面ガラス基板
を液晶セル用として使用する場合、その曲面ガラス基板
の曲率にバラツキがあるため、その２枚のガラス基板を
所定間隔を隔てて対向させた場合、両者間のギャップが
不均一となる。

例えば平面ガラス基板を上記自重曲げ法で曲率半径１０
００＋ａｍとして加工した場合、その曲率半径において
±５０１ａｌ１１程度のバラツキがある。一方良好な液
晶セルを作るためには、経験上、使用する２枚の曲面ガ
ラス基板の曲率半径の差を±１０ｍｍ程度にする必要が
ある。従って良好な液晶セルを得るためには、曲面ガラ
ス基板１枚ごとの曲率を測定し、許容範囲内の曲率の差
をもつ２枚の曲面ガラス基板を組み合わせる工程が必要
となり、製造工程が複雑になるという問題がある。

また許容範囲内の曲率の差をもつ２枚の曲面ガラス基板
を組み合わせた場合でも局部的な曲率の違いがあるため
、その液晶セルの基板間のギャップの均一性を向上させ
るには限界があった。

上記の欠点を解決するための一手段として、本出願人は
、特願昭６２−３０８１９０号を出願している。これは
、自重曲げ法等によってあらかじめ曲面が与えられた第
１ガラス基板上に低融点ガラスを載置し、第１ガラス基
板の軟化点温度以下でかつ低融点ガラスの軟化点温度以
上に加熱して低融点ガラスを第１ガラス基板の曲面形状
と同一面形状に変形させる液晶セル用ガラス基板の製造
方法である。この方法によれば、同一曲面を有する２枚
の曲面ガラスを正確に成形することができるが、第１ガ
ラス基板をあらかじめ加工しておいてから低融点ガラス
を加工するため、成形工程が複雑になるという点が問題
である。

本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであ
って、同−曲面を有する２枚の液晶セル用ガラス基板を
正確に、かつ容易に成形することのできる曲面液晶セル
用ガラス基板の成形方法を提供することを目的とする。

［：１題を解決するための手段］ 本発明の曲面液晶セル用ガラス基板の成形方法は、２枚
のガラス基板のうちの少なくとも一方のガラス基板の一
面上に該ガラス基板の軟化処理温度で融着しないセラミ
ックス又は金属からなる薄膜を形成し、該薄膜を内側に
して２枚の前記ガラス基板を重ね合せた後、型上にて前
記ガラス基板の軟化処理温度に加熱して２枚の前記ガラ
ス基板を前記型上で同一曲面に成形することを特徴とす
る。

上記ガラス基板としては、一般に用いられる平面性の良
いソーダライムガラス、硼珪酸ガラス等を使用づること
ができる。前記ガラス基板の軌上処理は、ガラス基板を
軟化点温度以上に加熱して行われる。ここで軟化点温度
とは、ガラスが転移点温度以上に加熱され粘性液体とな
るまえにあけるゴム様に挙動する温度範囲の下限温度を
いい、粘度が約１０６・６Ｐａ−８に相当する温度をい
う。

前記ソーダライムガラスの軟化点は５３０’Ｃであり、
硼珪酸ガラスの軟化点は６３０℃である◎前記ガラス基
板上に形成される１ＷＩＱとしては、ガラス基板の軟化
処理温度でガラス基板に融着しないものを使用できる。

例えば、セラミックス薄膜としてはＩＴＯ（インジウム
・ヂンーオキサイド）膜、３ｉＱｚ膜、Ａｌｔ０３Ｍｇ
、Ｚｒ０ｚ膜等である。金属薄膜としてはＰｔ膜、Ａｇ
膜、Ｔｉ膜等である。これらｉ１膜は、ガラス基板同士
が溶融接着するのを防ぐためのものであり、２枚のガラ
ス基板のうちの少なくとも一方のガラス基板のΦね合せ
面上に形成される。また、ガラス基板同士の溶融接着の
防止をより確実にするために、２枚のガラス基板の両方
の重ね合せ面上にそれぞれ薄膜を形成しても良い。さら
には、一方のガラス基板上に形成する薄膜を、ＩＴＯ模
と３ｉＱｚ膜の組合せ等、複層からなる膜としてもよい
。ただし２枚のガラス基板の間に形成される薄膜全体の
厚さとしては、１０００〜４０００人とするのが好まし
い。５００人より薄いと、ガラスの溶融接着を効果的に
防止することができない。また、６０００人より厚いと
ガラス基板上に着色が目立つ場合がある。上記薄膜の前
記ガラス基板上への形成は、一般の真空子＃法、スパッ
タ法、イオンブレーティング法等により行うことができ
る。また、化学的１１１（Ｉ形成法（ＣＶＤ法）によっ
て形成してもよい。

以上のように少なくとも一方のガラス基板に薄膜を形成
した２枚のガラス基板を、薄膜が内側となるように重ね
合せる。このとき重ね合せ面の間に異物、はこり等がは
いらないように、重ね合せ前にガラス基板を超音波洗浄
しておくことが好ましい。また、ガラス基板の加熱加工
時に両ガラス基板がずれるのを防ぐため、重ね合せ面の
間の空気を追い出し隙間を完全になくしてお（と良い。

このように重ね合せたガラス基板を、ヒータを有する加
熱炉内に設置された金属製等の凹型成形型の上にｉ置支
持し、さらにガラス基板上に凸型成形型を載せる。前記
凹型成形型は、所定の曲率半径で形成された円筒状の凹
状曲面をその上面に有する。また、前記凸型成形型は、
前記凹型成形型の凹状曲面と対応する凸状曲面をその下
面に有する。この状態でヒータによりガラスの軟化点温
度以上に加熱して、再成形型の間でガラス基板を塑性変
形させて成形する。なお、再成形型はあらかじめ加熱し
ておくとよい。

また、ガラス、基板の変形加工は、上記した加熱プレス
加工法に限らず、自重曲げ法等によっても行うことがで
きる。この自重曲げ法は、前記のように重ね合せた２枚
のガラス基板を、耐火物等で作られ所定の曲面形状を有
する凹型架台の上に載置し、ヒータ等でガラスの軟化点
温度以上に加熱することによって行われる。軟化点温度
以上に加熱されて可塑性をもつ２枚のガラス基板は、自
明により次第に下方に撓み、やがて架台の凹面上に密接
し、所定の曲面形状が与えられる。

［実施例］ 以下実施例により本発明を説明する。

（実施例１） 平面性の良いソーダライムガラス基板１（軟化点５３０
℃）（第１図）上に一般のスパッタ法等により厚さ１０
００〜２０００人のＩＴＯ簿躾２を形成する。このＩ　
Ｔｏｉｌ膜２が形成されたソーダライムガラス基板１と
Ｉ　Ｔｏ１１膜が形成されていないソーダライムガラス
基板３をＩＴＯＩ膜２を内側にして重ね合せてｆａ層体
４とする。この状態を第１図に示す。このとき、重ね合
せ面の間に異物、はこり等が入らないようにするため、
両ガラス基板１．３を超音波洗浄後乾燥し、クリーンブ
ース内で重ね合せるようにする。また、ガラス基板１．
３の重ね合せ面の間の空気を追い出し、干渉縞が発生す
るまで両ガラス基板１．３を確実に合せるようにする。

本実施例１において用いられる成形方法の概略説明図を
第２図、第３図、及び第４図に示す。第２図は曲面液晶
セル用ガラス基板の成形前の状態を、第３図は成形後の
状態をそれぞれ示す断面図であり、第４図は重ね合せた
ガラス基板４を凹型成形型１２に載置したとぎの状態を
示す平面図である。

加熱炉１０には加熱ヒータ１１が配設されている。この
加熱炉１０内にはステンレスよりなる凹型成形型１２が
内設され、この成形型１２の上面１２１は曲率半径１８
００１Ｉｌｌの円筒状の凹部１２２を形成している。こ
の成形型１２の上に前記重ね合せたソーダライムガラス
基板の積層体４を載置する。そしてさらに、この積層体
４の上に凸型成形型１３を載置する。なお凸型成形型１
３は、前記凹型成形型の凹状曲面と対応する凸状曲面を
その下面に有する。この状態で第１表に示す加熱温度で
１時間加熱してソーダライムガラス基板１．３を軟化さ
せ、成形型１２．１３の間で塑性変形させて曲面液晶セ
ル用ガラス基板を成形した。なお、成形型１２．１３は
予め４００℃に加熱しておいた。

（実施例２） 本実施例２では、一方のガラス基板の一面上に形成する
セラミックス’ａｍ！＃を、Ｉ　ＴＯＩ膜と３ｔｏ２薄
膜の複層とすること以外は、実施例１と同様の方法によ
り曲面液晶セル用ガラス基板を成形した。

上記ＩＴＯ薄膜と５ｉｏｚ薄膜は、まず実施例１と同様
にスパッタ法等によりＩ　Ｔｏｉｌ膜を１０００〜２０
００人の厚さで形成し、さらにその上からスパッタ法等
により５ｉＯｚｉｌｌｌ！を２０００人の厚さで形成し
た。

（実施例３） 本実施例３では、両方のガラス基板の一面上にＩＴＯ薄
膜をそれぞれ形成すること以外は、実施例１と同様の方
法により曲面液晶セル用ガラス基。

板を成形した。

（実施例４） 本実施例４では、一方のガラス基板の一面上にはＩＴＯ
薄膜を、また他方のガラス基板の一面上にはＩＴＯ薄膜
と５ｉＯｚ薄膜の複層摸をそれぞれ形成すること以外は
、実施例１と同様の方法により曲面液晶セル用ガラスキ
板を成形した。

（実施例５） 本実施例５では、一方のガラス基板上に形成する（金属
薄膜）Ｐｔｌｌｌをスパッタ法等で１０００〜２０００
人で形成すること以外は実施例１と同様の方法により曲
面液晶セル用ガラス基板を成形した。

（実施例６） 実施例６では、一方のガラス基板の一面上にＩＴＯ薄膜
を、また他方のガラス基板の一面上にはＰｔ１ｆｉｌを
それぞれ形成すること以外は実施例１と同様の方法によ
り曲面液晶セル用ガラス基板を成形した。

（比較例１） 本発明の比較例１として、薄膜が形成されていないソー
ダライムガラス基板を使用すること以外は実施例１と同
様の方法により曲面液晶セル用ガラス基板を成形した。

（比較例２） 本発明の比較例２として、簡単な湿式洗浄後、乾燥しク
リーンブース外で重ね合せた以外は実施例１と同様の方
法により曲面液晶セル用ガラス基板を成形した。

（実施例７〜１０） 本実施例７〜１０は、ガラス基板として、ソーダライム
ガラス基板の代りに硼珪酸ガラス基板を用いたことおよ
び加熱温度を第２表に示す温度としたこと以外は、それ
ぞれ前記実施例１〜４と同様の薄膜でかつ同様の方法に
より曲面液晶セル用ガラス基板を成形した。

なお、使用した硼珪酸ガラス基板の軟化点は６３０℃あ
る。

（比較例３） 比較例３として、セラミックス薄膜が形成されていない
硼珪酸ガラス基板を使用することおよび加熱温度を第２
表に示す湿度としたこと以外は実施例１と同様の方法に
より曲面液晶セル用ガラス基板を成形した。

（評価） 本発明の方法により成形した曲面ガラスの成形性を評価
するために、前記実施例１〜１０及び比較例１〜３にお
いては、加熱時間を１時間と一定にして、加熱温度をい
ろいろ変えてそれぞれのガラス基板の成形性を調べた。

その評１ｉｌＩｉ結果を第１表、及び第２表に示す。な
お、表中、Ｘ印はガラスが溶融接着したとき、ム印は温
度が低すぎて曲率がうまくでなかったとき、及びＯ印は
十分な成形性が得られたときをそれぞれ示す。

第１表は、ガラス基板としてソーダライムガラス基板を
用いて成形した実施例１〜６、及び比較例１〜２につい
ての成形性評価結果である。使用したソーダライムガラ
スの軟化点は５３０℃である。第１表からもわかるよう
に、本発明の成形方法により成形した実施例１〜６の曲
面ガラスは、いずれも広い温度範囲において良好な成形
性が得られた。すなわち成形されたガラス基板１．３の
合性は良く、ニュートン環が全面に広がっており、数本
から５本捏度見られた。一方、比較例１においては、重
なり面がガラス基板同士であるため、５５０℃以上の加
熱条件ではガラスが溶融接着した。また、加熱条件を５
５０℃以下にしたときは、温度が低すぎて十分な成形性
が得られなかった。

また比較例２においては、成形性は実施例１とほぼ同様
だが、合わせたガラス面内にほこりが存在し部分的な凹
凸がみえる。

第２表は、ガラス基板として硼珪酸ガラス基板を用いて
成形した実施例７〜１０、及び比較例３についての成形
性評価結果である。使用した硼珪酸ガラスの軟化点は６
３０℃である。第２表からもわかるように、本発明の成
形方法により成形した実施例７〜１０の曲面ガラスは、
いずれも広い温度範囲において良好な成形性が得られた
。一方、比較例３においては、重なり面がガラス基板同
士であるため、６４０℃以上の加熱条件ではガラスが溶
融接着した。また、加熱条件を６４０’Ｃ以下にしたと
きは、温度が低すぎて十分な成形性が得られなかった。

また第１表及び第２表からもわかるように、重ね合せる
ガラス基板の両方に１ｌｌｌを形成したときの方が、一
方のみに形成したときよりも高温においての成形性が良
いのがわかる。

さらに、本発明により成形した実施例１〜１０の曲面ガ
ラス基板を用いて、相転移型ゲストホストモードの液晶
セルを製作した。得られた液晶セルは均一でドメイン、
色ムラ等のない段好なものであった。

［効果］ 本発明の曲面液晶セル用ガラス基板の成形方法によれば
、少なくとも一方のガラス基板の一面上にセラミックス
薄膜又は金属薄膜を形成す゛るため、広い温度条件範囲
にわたってガラス基板同士が溶融接着するのを防ぐこと
ができる。このため、２枚のガラス基板を同時に変形加
工することが可能となり、同一曲面を有し、成形性の良
好な２枚のガラス基板を容易に成形することができる。

さらに、本発明で成形した曲面ガラスを用いれば、液晶
セルの基板間のけルギャップが均一でドメイン、色むら
等のない良質セルをｗＪ造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１における２枚のガラス基板を重ね合せ
たときの断面図、第２図は実施例１の成形方法のうち曲
面ガラスの成形の加熱前を示す概略説明断面図、第３図
は第２図において加熱後の変化を示す概略説明断面図、
第４図はガラス基板を凹型成形型に載置したときの状態
を示す平面図である。 １．３・・・ガラス基板、　２・・・ＩＴＯ簿膜１０・
・・加熱炉、　　　　　１１・・・ヒータ１２・・・凹
型成形型、　　１３・・・凸型成形型特許出願人　　　
トヨタ自動車株式会社川村工業株式会礼 代理人　　　　弁理士　大川　宏 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２枚のガラス基板のうちの少なくとも一方のガラス基板
   の−面上に該ガラス基板の軟化処理温度で融着しないセ
   ラミックス又は金属からなる薄膜を形成し、該薄膜を内
   側にして２枚の前記ガラス基板を重ね合せた後、型上に
   て前記ガラス基板の軟化処理温度に加熱して２枚の前記
   ガラス基板を前記型上で同一曲面に成形することを特徴
   とする曲面液晶セル用ガラス基板の成形方法。